Способ обработки пласта

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам обработки пластов при добыче нефти из буровых скважин. Обеспечивает повышение эффективности обработки пласта за счет полной очистки фильтрационных каналов различной ориентации. Сущность изобретения: способ включает разбивку пласта на интервалы обработки, нагнетание кислоты и продавочной жидкости в эти интервалы. Согласно изобретению перед разбивкой пласта на интервалы обработки определяют время реагирования кислоты с породой и углы наклона фильтрационных каналов продуктивного пласта к горизонту. При этом обрабатываемые интервалы разбивают по нарастанию углов наклона фильтрационных каналов к горизонту. Нагнетание кислоты и продавочной жидкости осуществляют сначала в интервалы с углами наклона фильтрационных каналов от 0 до 30°. Затем нагнетают в интервалы с углами наклона от 31 до 60°, после этого - и в интервалы с углами наклона от 61 до 90°. В период реагирования кислоты с породой в каждом обрабатываемом интервале создают депрессию от минимального ее значения до максимального и наоборот. В пределах обрабатываемого интервала проводят несколько циклов депрессионного воздействия, распределяя эти циклы равномерно. Их количество определяют из аналитической зависимости.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам обработки пластов при добыче нефти из буровых скважин.

Известен способ вскрытия продуктивного пласта в обсаженной скважине (Авт. св. СССР № 1138483, Е 21 В 43/11, 1985 г.), включающий закачку в скважину в интервал продуктивного пласта кислоты и последующую перфорацию скважины. Перед закачкой кислоты в скважину ее диспергируют в углеводородной жидкости в присутствии эмульгатора.

Недостатком известного способа является то, что его нельзя использовать в открытом стволе скважины. Кроме того, практически невозможно добиться, чтобы работающая толщина пласта достигала 95-97%, ввиду того, что карбонатный пласт, представленный трещиноватым известняком, имеет фильтрационные каналы разной ориентации: от 0 до 90°. Очистка фильтрационных каналов с наименьшей ориентацией, т.е. с углами наклона к горизонту от 0 до 30° с применением известного способа не представляется возможной.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению и выбранным за прототип является способ обработки пласта (Справочник по добыче нефти. - М.: Недра, 1990, стр. 314-315), включающий разбивку всей мощности пласта на интервалы по 10-20 м, продавливание кислотного раствора в эти интервалы поочередно, начиная с верхнего, с установкой башмака труб в нижней части обрабатываемого интервала.

Недостатком известного способа является неэффективная обработка пласта из-за невозможности очистки фильтрационных каналов с наименьшей ориентацией, т.е. каналов с углами наклона к горизонту от 0 до 30°. При воздействии на пласт репрессионными давлениями (нагнетание кислоты и продавочной жидкости поочередно, ступенчато сверху вниз в разбитые по 10-20 м интервалы пласта) фильтрационные каналы с интервалами по 10-20 м в зависимости от их ориентации ведут себя по-разному. Одна группа фильтрационных каналов с наибольшей ориентацией увеличивает свою раскрытость и принимает нагнетаемую в пласт кислоту. Другая группа фильтрационных каналов с наименьшей ориентацией, наоборот, уменьшает свою раскрытость, вплоть до полной блокады и, следовательно, в подавляющем большинстве случаев не принимает нагнетаемую в пласт кислоту и не подвергается кислотной обработке.

Задачей, на которую направлено данное изобретение, является включение в обработку горизонтальных фильтрационных каналов и каналов с углами наклона к горизонту до 30°.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки пласта за счет полной очистки фильтрационных каналов различной ориентации от 0 до 90°.

Способ обработки пласта включает разбивку пласта на интервалы обработки, нагнетание кислоты и продавочной жидкости в эти интервалы, согласно изобретению перед разбивкой пласта на интервалы обработки определяют время реагирования кислоты с породой и углы наклона фильтрационных каналов продуктивного пласта к горизонту, при этом обрабатываемые интервалы разбивают по нарастанию углов наклона фильтрационных каналов к горизонту, а нагнетание кислоты и продавочной жидкости осуществляют с начала в интервалы с углами наклона фильтрационных каналов от 0 до 30°, затем в интервалы с углами наклона от 31 до 60° и в интервалы с углами наклона от 61 до 90°, в период реагирования кислоты с породой в каждом обрабатываемом интервале создают депрессию от минимального ее значения до максимального и наоборот, причем в пределах обрабатываемого интервала проводят несколько циклов депрессионного воздействия, распределяя эти циклы равномерно, а их количество определяют из следующей зависимости:

где К_ц - количество циклов;

Т - время реагирования кислоты с породой, ч;

t_cp - среднее время, необходимое для осуществления одного цикла, ч.

При замене репрессионного воздействия на пласт депрессионными давлениями наблюдается следующая картина. Группа фильтрационных каналов, увеличивших ранее при репрессивном воздействии на пласт свою раскрытость и уже содержащих кислоту, уменьшает свою раскрытость. Группа фильтрационных каналов, уменьшивших ранее при репрессионном воздействии на пласт свою раскрытость вплоть до полной блокады, наоборот, увеличивает свою раскрытость и деблокируется. Эти противоположные процессы, обусловленные сменой репрессионного воздействия на пласт депрессиями, вызывают переток кислоты из фильтрационных каналов, уменьшающих свою раскрытость при возрастании депрессии, в фильтрационные каналы, увеличивающие свою раскрытость (или подвергающиеся деблокаде) по мере возрастания депрессий. Описанный переток кислоты, имеющий место при создании депрессии на пласт, по предлагаемому способу обеспечивает увеличение густоты обработанных кислотой фильтрационных каналов и, следовательно, увеличивает поверхность реагирования кислоты с породой, что повышает эффективность кислотной обработки пласта.

Наращивание депрессий и их циклическое колебание в пределах одного интервала в один или более циклов обеспечивает маятниковое “раскачивание” различных не реагирующих с кислотой образований (пленки нефти, битуминоиды, продукты растворения и разрушения породы), локализующихся обычно в зауженных участках фильтрационных каналов и изолирующих их стенки от кислотного воздействия. Эффект маятникового раскачивания вызывает отделение (перемещение, рассасывание и т.д.) данных образований от стенок фильтрационных каналов, способствует проникновению кислоты к стенкам и увеличивает поверхность реагирования кислоты с породой, что повышает эффективность кислотной обработки пласта.

Кроме того, с целью выбора оптимального режима воздействия на пласт депрессионными давлениями при его кислотной обработке используют разность граничных значений диапазона депрессий, обеспечивающих деблокируемое состояние фильтрационных каналов с углами наклона к горизонту 0-30°. Это продиктовано тем, что именно такие фильтрационные каналы по сравнению с фильтрационными каналами с большими углами наклона к горизонту характеризуются наименьшей разностью граничных значений диапазона депрессий, обеспечивающих их деблокируемое состояние.

Использование наибольшего диапазона разницы граничных значений депрессий не является оптимальным, так как при возрастании диапазона разницы граничных значений будут возрастать амплитуда и время осуществления одного цикла. В соответствии с этим будет уменьшаться эффект маятникового “раскачивания” различных не реагирующих с кислотой образований, находящихся обычно в зауженных участках фильтрационных каналов и изолирующих их стенки от кислотного воздействия. Увеличение диапазона отрицательно влияет на фильтрационные каналы с углами наклона к горизонту 0-15° и 16-30°. Обычно они подвергаются полной блокаде (прекращают какую-либо фильтрацию) уже в начале создания депрессий по сравнению с оптимальным диапазоном в три раза. Полная блокада фильтрационных каналов с углами наклона к горизонту 0-30° может наступить по окончании 1/3 части цикла и на протяжении выполнения последующих 2/3 частей цикла они, являясь блокированными, не будут испытывать каких-либо динамических воздействий и, следовательно, эффект маятникового “раскачивания” будет отсутствовать. Использование меньшего диапазона разницы граничных значений депрессий (по сравнению с оптимальным диапазоном) не является рациональным по технологическим причинам.

Распределение циклов в каждом обрабатываемом интервале осуществляют по возможности равномерно, что способствует наиболее равномерному созданию депрессий на все возможные в пласте фильтрационные каналы, различающиеся по углам их наклона к горизонту, раскрытости, структуре пустотного пространства и т.д. Это также способствует выбору оптимального режима создания депрессии на пласт при его кислотной обработке.

Пример. В начале работ провели литологический анализ исследуемого продуктивного пласта скважины № 16 Кудиновского месторождения. Было установлено, что в интервале 2822-2854 м вскрыт продуктивный пласт, содержащий фильтрационные каналы с углами наклона к горизонту 0-90°. Для того чтобы все фильтрационные каналы подверглись очистке, пласт разбили на интервалы по нарастанию углов наклона фильтрационных каналов к горизонту: 0-30°, 31-60°, 61-90°. Указанные углы наклона фильтрационных каналов имеют место соответственно в следующих интервалах: 2836-2841 (1-й интервал), 2822-2828 (2-й интервал), 2846-2854 (3-й интервал) м. Рассчитали объем 12%-ной соляной кислоты, необходимый для обработки каждого интервала продуктивного пласта. Для 1-го интервала 4,5 м³, для 2-го интервала 5,0 м³, для 3-го интервала 6,5 м³. Расчетным путем определили время реагирования указанных объемов кислоты с породой. Расчеты показали, что для реагирования указанных объемов кислоты с породой потребуется 3 часа 30 минут. По известной методике определили оптимальные диапазоны создаваемых депрессий для каждого интервала соответственно 0,2-9,6, 9,6-15,0, 15,0-24,9 МПа. Количество циклов, необходимых для создания депрессий на каждый интервал продуктивного пласта в период реагирования кислоты с породой, в диапазоне, начиная от статического равновесия до момента начала фильтрации кислоты из пласта в скважину, определили по формуле:

где К_ц - количество циклов;

Т - время реагирования кислоты с породой, ч;

t_cp - среднее время, необходимое для осуществления одного цикла, ч.

По данной формуле рассчитали, что для 1-го интервала необходимо было провести 7 циклов, для 2-го интервала 6 циклов, для 3-го интервала 4 цикла.

Произвели с использованием продавочной жидкости нагнетание 12% соляной кислоты объемом 4,5 м ³ в первый интервал пласта 2836-2841 м. Он имел фильтрационные каналы с углами наклона от 0 до 30° - 67%. В период реагирования кислоты с породой в этом интервале осуществили 7 циклов воздействия путем создания депрессии. Каждый цикл воздействия включал создание депрессии от минимального ее значения 0,2 МПа до максимального 9,6 МПа и снижения от максимального 9,6 МПа до минимального 0,2 МПа.

После проведения данных операций вымыли продукты реакции. Пласт начал работать с дебитом 8,8 м³/сут.

После обработки и испытания первого интервала перешли ко второму - 2822-2828 м. Произвели с использованием продавочной жидкости нагнетание 12% соляной кислоты объемом 5,0 м³. Он имел фильтрационные каналы с углами наклона от 31 до 60° - 74%. В период реагирования кислоты с породой в этом интервале осуществили 6 циклов воздействия путем создания депрессии. Каждый цикл воздействия включал создание депрессии от минимального ее значения 9,6 МПа до максимального 15,0 МПа и снижения от максимального 15,0 МПа до минимального 9,6 МПа.

После проведения данных операций вымыли продукты реакции. Пласт начал работать с дебитом 6,2 м³/сут.

После обработки и испытания второго интервала перешли к третьему - 2846-2854 м. Произвели с использованием продавочной жидкости нагнетание 12% соляной кислоты объемом 6,5 м³ в интервал пласта. Он имел фильтрационные каналы с углами наклона от 61 до 90° - 53%. В период реагирования кислоты с породой в этом интервале осуществили 4 цикла воздействия путем создания депрессии. Каждый цикл воздействия включал наращивание давления от минимального значения депрессии 15,0 МПа до максимального 24,9 МПа и снижения - от максимального 24,9 МПа до минимального 15,0 МПа.

После проведения данных операций вымыли продукты реакции. Пласт начал работать с дебитом 3,5 м³/сут.

Общий дебит составил 18,5 м³/сут.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом позволит повысить эффективность обработки пласта за счет полной очистки фильтрационных каналов различной ориентации от 0 до 90°.

Формула изобретения

Способ обработки пласта, включающий разбивку пласта на интервалы обработки, нагнетание кислоты и продавочной жидкости в эти интервалы, отличающийся тем, что перед разбивкой пласта на интервалы обработки определяют время реагирования кислоты с породой и углы наклона фильтрационных каналов продуктивного пласта к горизонту, при этом обрабатываемые интервалы разбивают по нарастанию углов наклона фильтрационных каналов к горизонту, а нагнетание кислоты и продавочной жидкости осуществляют сначала в интервалы с углами наклона фильтрационных каналов от 0 до 30°, затем в интервалы с углами наклона от 31 до 60° и в интервалы с углами наклона от 61 до 90°, в период реагирования кислоты с породой в каждом обрабатываемом интервале создают депрессию от минимального ее значения до максимального и наоборот, причем в пределах обрабатываемого интервала проводят несколько циклов депрессионного воздействия, распределяя эти циклы равномерно, а их количество определяют из следующей зависимости:

где К_ц - количество циклов;

Т - время реагирования кислоты с породой, ч;

t_cp - среднее время, необходимое для осуществления одного цикла, ч.